Principi dei radar marittimi, usi e standard di settore spiegati

Immaginate di navigare in mare aperto, in densa nebbia e con visibilità limitata.una tecnologia emersa durante la seconda guerra mondialeQuesta guida completa esplora la tecnologia radar marina, dai principi fondamentali alle applicazioni pratiche e alle norme normative.

La comprensione del radar marino inizia con il suo diagramma di blocco di sistema.formare una base per un apprendimento più approfondito.

I sistemi radar trasmettono onde elettromagnetiche in impulsi piuttosto che in flussi continui.con parametri di forma d'onda diversi che influenzano le prestazioni di rilevamentoLe forme d'onda radar comuni includono impulsi rettangolari e impulsi lineari modulati a frequenza.

Il radar marino è composto da quattro componenti principali che lavorano insieme per rilevare e visualizzare gli obiettivi:

• Trasmettitore:Genera impulsi elettromagnetici ad alta frequenza, il cuore del radar.
• Antenna (scanner):Trasmette impulsi e riceve echi, gli "occhi e le orecchie" del radar.
• Ricevitore:Amplifica e elabora i segnali di eco deboli per estrarre le informazioni di destinazione - il "sistema nervoso".
• Display:Presenta le informazioni elaborate visivamente per l'interpretazione dell'operatore - il "cervello".

Il trasmettitore è composto da un alimentatore, una linea di ritardo, un modulatore, un trigger e un magnetron.con un'intensità di potenza di potenza superiore a 50 W,.

L'antenna trasmette impulsi direzionali e riceve echi mentre ruota a una frequenza di ripetizione dell'impulso predeterminata (PRF) per scansionare le aree circostanti.Tipicamente montato nel punto più alto della nave (e.g., ponte della bussola) per evitare ostruzioni.

composto da una cella TR, oscillatore locale, mixer, amplificatore IF e amplificatore video,il ricevitore amplifica i segnali di eco deboli e li converte in segnali compatibili con il display attraverso l'amplificazione e la demodulazione.

Tradizionalmente utilizzando tubi a raggi catodici (CRT), i display radar presentano informazioni sul bersaglio in un formato di indicatore di posizione di piano (PPI) - una vista a volo d'uccello.Il raggio di elettroni crea linee di scansione radiali sincronizzate con il PRF, con echi che appaiono come punti luminosi che indicano gli obiettivi.

Il radar calcola la distanza da un bersaglio misurando il tempo tra la trasmissione dell'impulso e la ricezione dell'eco.Quando si raggiunge il bordo dello schermoI bersagli appaiono come punti luminosi a distanze corrispondenti, potenziati da anelli di gamma e marcatori di gamma variabile (VRM) per la precisione.

L'antenna direzionale ruota nel senso orario (vista dall'alto) a 12-30 rpm. Il display sincronizzato mostra il cuscinetto del bersaglio come l'angolo dal centro dello schermo (0° in alto) al punto bersaglio.Un marcatore fisso indica la rotta della nave.

Il radar marino opera principalmente in due bande di frequenza con caratteristiche distinte:

Funzionamento a 8-12 GHz (tipicamente 9 GHz) con lunghezza d'onda di 3 cm:

• Vantaggi:Risoluzione più elevata per i piccoli bersagli/rilevamento del disordine; antenna compatta adatta alle piccole navi.
• Svantaggi:Distanza più breve; maggiore interferenza meteorologica (pioggia/nebbia).

Funzionamento a 2-4 GHz (tipicamente 3 GHz) con una lunghezza d'onda di 10 cm:

• Vantaggi:Distanza di rilevamento più lunga; prestazioni migliori in condizioni meteorologiche avverse.
• Svantaggi:Risoluzione inferiore, dimensioni di antenna maggiori.

Il capitolo V della Convenzione internazionale per la sicurezza della vita umana in mare (SOLAS) prevede:

• Navi > 300 GT:Un radar a 9 GHz più ECDIS o dispositivo elettronico di tracciamento.
• Navi > 3000 GT:Radar aggiuntivo a 3 GHz e apparecchi automatici di tracciamento radar (ARPA).

Rivisto dalla risoluzione IMO MSC.192 ((79) nel 2004, gli standard chiave includono:

1. Accuratezza:L'errore di distanza ≤ 30 m o 1% (a seconda di quale sia maggiore); errore di cuscinetto ≤ 1°.
2. Risoluzione:Disponibile separatamente per obiettivi a 40 metri di distanza o a 2,5° di distanza.
3. Performance mantenuta durante ±10° di rotolamento/inclinazione della nave.
4. Indicazione fornita quando non sono stati rilevati obiettivi.
5. Funzionamento completo entro 4 minuti dall'avvio a freddo; 5 secondi dal standby.
6. Scale di portata richieste: 0,25-24 miglia nautiche (scale aggiuntive consentite).
7. Almeno due VRM con letture digitali con una risoluzione di scala corrispondente.
8. Scala dei cuscinetti all'esterno dell'area di visualizzazione con numerazione a 30° e graduazioni a 5°.
9. Alarmi per segnali/sensori difettosi (giroscopio, log, orientamento, video, sincronizzazione, direzione).
10. Almeno quattro linee di indice parallele indipendenti con comandi individuali.